WO2018011346A1 - Method for producing a cage for a constant-velocity ball joint - Google Patents

Method for producing a cage for a constant-velocity ball joint Download PDF

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WO2018011346A1
WO2018011346A1 PCT/EP2017/067710 EP2017067710W WO2018011346A1 WO 2018011346 A1 WO2018011346 A1 WO 2018011346A1 EP 2017067710 W EP2017067710 W EP 2017067710W WO 2018011346 A1 WO2018011346 A1 WO 2018011346A1
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cage
region
ball guide
guide surface
ball
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PCT/EP2017/067710
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Inventor
Volker Hainz
Norbert KRANCIOCH
Johannes GÜNTHER
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Gkn Driveline Deutschland Gmbh
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    • Y10T29/49691—Cage making

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a cage for a ball constant velocity joint and a cage for a ball constant velocity joint itself.
  • a cage described here is used in Kugelretereteverschie- hinged joints.
  • Continuous ball-sliding joints are used in particular for passenger cars in the area of side shafts or in longitudinal shaft arrangements.
  • the longitudinal shafts serve to transmit the driving force from a gearbox to an axle.
  • the transmission is arranged in the front region of a motor vehicle, and the longitudinal shaft arrangement serves to transmit the drive forces from this transmission toward a rear axle.
  • the Kugelretemaschinebegelenk must be equally compact and lightweight and on the other hand have a high fatigue strength.
  • Kugel Stammauerverschiebegelenke with cage have at least one Gelenkau dry- part with a rotation axis and outer ball tracks and an inner joint part with inner ball tracks.
  • Ball tracking sliding joints further include a plurality of torque transmitting balls, each guided in associated outer and inner ball tracks, and the cage, the is provided with a plurality of cage windows, each receiving one or more of the balls.
  • the torque-transmitting balls are held in particular by the ball cage in a synchronized plane and guided by corresponding pairs of outer and inner ball tracks.
  • the ball tracks extend in the mounting area and operating area along the axis of rotation of the joint and have a constant distance (in a radial direction) to the axis of rotation.
  • one or two balls are arranged in each cage window.
  • the cage moves with the balls along the rotational axis of the outer joint part in the axial direction.
  • At least some of the outer and / or inner ball tracks run inclined or at a track taper angle with respect to the central axis. That is, the balls move along the ball tracks not only in the axial direction but also in the circumferential direction.
  • kidney-shaped cage windows in the cage are subjected to a calibration process.
  • a calibration mandrel is arranged in the cage window and subsequently the complete cage is compressed by a compressive force acting in the axial direction.
  • This compression of the cage causes a material flow in the cage, through which a ball guide surface in the cage window is enlarged radially inwards.
  • the material of the cage is displaced in the region of the, in the axial directions facing sides of the cage, ball guide surfaces in the radial direction inwards.
  • a method for producing a cage is to be provided by which a structurally definable deformation of the cage in the area of the ball guide surfaces is possible.
  • the performance of the Kugel GmbHverschiebegelenk in operation should be guaranteed.
  • the service life of the ball tracking sliding joint should be increased.
  • a cage is to be proposed, which was produced in particular by the method, wherein a suitably shaped cage guide surface is realized. This is achieved with a method according to the features of claim 1 and with a cage according to the features of claim 6.
  • a method for producing a cage for a ball-and-cage joint wherein the cage is annular and has cage windows spaced along a circumferential direction for guiding balls of the ball-and-cage joint.
  • Each cage window has at least on one side a, in an axial direction facing ball guide surface. The method has at least the following steps:
  • the cage (in step a)) has an (at least partially or predominantly) spherical (eg a spherical) shaped outer peripheral surface. In at least one lateral edge region, the outer circumferential surface may be conically shaped.
  • the cage (in step a)) has an (at least partially or predominantly) spherically shaped inner peripheral surface. In at least one lateral edge region, the inner peripheral surface may be conically shaped.
  • step b) in particular (exclusively) in the first region of a (preferably all) ball guide surface (s), a radially outer circumferential surface of the cage is subjected to a compressive force.
  • step c) the cage is (plastically) deformed in this first region as a result of the pressure force.
  • the first region is displaced inwardly in the radial direction relative to a second region arranged in the circumferential direction in the circumferential direction.
  • the cage has, in particular, a uniformly spherical outer peripheral surface (substantially unchanged by this process) or a uniformly spherical shaped inner peripheral surface (substantially unchanged by this process) , Compared to these other areas, the deformed first regions are respectively displaced inward or offset in the radial direction.
  • the pressure force acts in particular in the radial direction on the outer peripheral surface. In particular, it additionally acts in the axial direction on the outer peripheral surface. In particular, there is no (or much less) compressive force on the end faces of the cage. In particular, additional holding forces act on the cage, but at their points of application to the cage (practically) cause no (plastic) deformations.
  • a (plastic) deformation of the cage takes place exclusively in the first region of the ball guide surfaces.
  • a calibration mandrel is arranged in at least one cage window, in particular in each cage window.
  • the at least one ball guide surface contacts the (respective) calibration mandrel.
  • the upsetting process comprises applying a compressive force acting in the axial direction over the end faces of the cage.
  • the at least one ball guide surface can be displaced along the axial direction, so that a distance between the ball guide surfaces opposite in a cage window is reduced.
  • the upsetting process can be continued so that adjacent to the ball guide surfaces adjacent (second) areas are further displaced along the axial direction, while the ball guide surfaces (in the first area) by the Kalibrierdorn be fixed.
  • step c) or in an upsetting process subsequent to step i) the cage in the first region of the at least at least one ball guide surface deformed so that the at least one ball guide surface relative to an adjacent second region of the cage (additionally) is displaced in the axial direction, in particular because during the compression process, the first region abuts the Kalibrierdorn and the second region in the axial direction further is moved inside.
  • This deformation in the direction of the axial direction ensures, in particular, that the ball guide surfaces of a cage window arranged opposite one another in the axial direction have a predetermined distance from one another.
  • the at least one cage window has a ball guide surface on both opposite sides, wherein in step c) both ball guide surfaces are displaced inwards at least in the radial direction relative to the second regions of the cage (adjacent to the first region in the circumferential direction) ..
  • a wall thickness (in particular measured in the radial direction) of the cage in the first region of the cage guide surface during step c), and in particular during a compression process subsequent to step i), remains constant.
  • no material flow preferably takes place in the first area of the cage guide surface, but the existing material in the first area is displaced relative to the adjacent second areas at least in the radial direction.
  • a cage for a ball-and-cage joint which is produced in particular by the method described here new.
  • the cage is annular and has along a circumferential direction spaced from each other arranged cage window for guiding balls of the ball constant velocity joint.
  • Each cage window has at least on one side a, in an axial direction facing ball guide surface, wherein the cage in the first region of the ball guide surface in a cross section transverse to a rotation axis of the cage has a smallest inner diameter and a smallest outer diameter.
  • the cage has, in the first area of the ball guide surface, a wall area which is displaced inward in the radial direction relative to an adjacently arranged second area.
  • the smallest inner diameter (in the unshaped first region) differs from an inner diameter of a (immediately) adjacently arranged second region of the cage by at most 3.0%, in particular by at most 1.0%.
  • the smallest inner diameter (in the unshaped first region) differs from an inner diameter of a (immediately) adjacently arranged second region of the cage by at least 0.3%, in particular by at least 0.5%.
  • the smallest outer diameter (in the unformed first region) differs from an outer diameter of a (immediately) adjacently arranged second region of the cage by at most 3.0%, in particular by at most 1.0%.
  • the smallest outer diameter (in the unformed first region) differs from an outer diameter of a (direct bar) adjacent the second area of the cage by at least 0.3%, in particular by at least 0.5%.
  • the cage extends in the axial direction between a first end side and a second end side, wherein the cage in the axial direction between the ball guide surface and each end face, in the circumferential direction extending webs. At least one part of at least one web extending in the axial direction is displaced inward in the radial direction in a first region in relation to a (second) region of the cage (in the circumferential direction and / or in the axial direction towards the end side). In particular, the entire web (ie in the axial direction between the ball guide surface and at least one end face) is displaced in a radial direction in a first region opposite to a (in the circumferential direction) adjacent second region of the cage.
  • the ball constant velocity joint is preferably a ball synchronous sliding joint, in which the cage is displaceable relative to an outer joint part and / or an inner joint part along an axial direction.
  • Fig. 1 a known cage in a perspective view
  • Fig. 2 a cross section of the cage according to Fig. 1; 3 shows a known calibration method for a cage;
  • FIG. 4 shows a cage produced by the calibration method according to FIG. 3 in a cross section
  • FIG. 5 shows the cage according to FIG. 4 in a perspective view
  • Fig. 6 a cage produced by the method in cross section
  • Fig. 7 a detail of Fig. 6;
  • Fig. 8 the cage of Fig. 6 and 7 in a perspective view
  • Fig. 9 a further embodiment of the cage in a perspective
  • Fig. 1 shows a known cage 1 in a perspective view.
  • the cage 1 is ring-shaped and has an axis of rotation 17 and, along a circumferential direction 3, spaced cage windows 4 for guiding balls 5 of the ball-and-cage joint 2.
  • Each cage window 4 has on both sides 6 in each case one, in an axial direction 7 facing ball guide surface 8.
  • the cage 1 has a spherical (eg a spherical) outer circumferential surface 11 and a spherically shaped inner circumferential surface 28.
  • the cage 1 extends in the axial direction 7 between a first end face 22 and a second end face 23, wherein the cage 1 in the axial direction 7 between the ball guide surface 8 and each end face 22, 23, in the circumferential direction 3 extending webs 24 has.
  • FIG. 2 shows a cross-section 16 of the cage 1 according to FIG. 1.
  • the balls 5 are arranged in the cage windows 4 and contact the cage 1 on the ball guide surfaces 8, in particular on the contact point 26 in the vicinity of the inner peripheral surface 28.
  • the cage 1 has at least in the area of Käfig entriess- surfaces 8 a wall thickness 15 in the radial direction 10.
  • FIG. 3 shows a known calibration method for a cage 1.
  • a calibration mandrel 14 is arranged in the cage window 4 and subsequently the complete cage 1 is compressed by a compressive force 9 acting in the axial direction 7.
  • This compression of the cage 1 causes a material flow in the cage 1, through which a ball guide surface 8 in the cage window 4 in the radial direction 10 is increased inwardly (see Fig. 4).
  • a spacing 27 between the opposing ball guide surfaces 8 can be set precisely by the upsetting process.
  • FIG. 4 shows a cage 1 produced by the calibration method according to FIG. 3 in a cross section 16.
  • FIG. 5 shows the cage 1 according to FIG. 4 in a perspective view. FIGS. 4 and 5 will be described together below.
  • the material of the cage 1 is displaced in the radial direction 10 in the first region 12 of the ball guide surfaces 8 arranged on the sides 6 of the cage 1 pointing in the axial directions 7.
  • This Aufsch on the inner peripheral surface 28 is not structurally definable, since a relatively uncontrolled flow of material takes place.
  • the wall thickness 15 in the first region 12 of the ball guide surface 8 (in the radial direction 10 inwards) is increased. Accordingly, the cage 1 in the first region 12 of the ball guide surfaces 8 has a smallest internal diameter. knife 18 up. In the second regions 13 adjoining the first region 12, the cage 1 has a larger inner diameter 21.
  • FIG. 6 shows a cage 1 produced by the method in cross section.
  • FIG. 7 shows a detail from FIG. 6.
  • FIG. 8 shows the cage 1 according to FIGS. 6 and 7 in a perspective view. FIGS. 6 to 8 will be described together below.
  • the cage 1 is annular and has along a circumferential direction 3 spaced from each other arranged cage window 4 for guiding balls 5 of the ball and socket joint 2.
  • Each cage window 4 has on each side 6, pointing in an axial direction 7 ball guide surface 8.
  • the cage 1 has a spherically shaped outer peripheral surface 11 and a spherically shaped inner peripheral surface 28.
  • a wall thickness 15 (measured in the radial direction 10) of the cage 1 in the first region 12 of the ball guide surface 8 remains constant. So there is no material flow in the first area 12th the ball guide surface 8 instead, but the existing material in the first region 12 is displaced relative to the adjacent second regions 13 in the radial direction 10.
  • the cage 1 has after step c) in the first region 12 of the ball guide surface 8 in a cross section 16 transverse to a rotation axis 17 of the cage 1, a smallest inner diameter 18 and a smallest outer diameter 19.
  • the smallest inner diameter 18 differs from an inner diameter 21 of a directly adjacent second region 13 of the cage 1.
  • the cage 1 extends in the axial direction 7 between a first end face 22 and a second end face 23, wherein the cage 1 in the axial direction 7 between the ball guide surface 8 and each end face 22, 23, in the circumferential direction 3 extending webs 24th having.
  • At least one part 25 of the web 24 extending in the axial direction 7 is in a first region 12 opposite a second region 13 of the cage 1 (in the circumferential direction 3 and / or in the axial direction 7 towards the end side 22, 23) in the Radial- direction 10 inwardly shifted (here the part 25 extends in the axial direction 7 over the entire web 24).
  • Fig. 9 shows a further embodiment of the cage 1 in a perspective view.
  • the comments on Fig. 8 reference is made.
  • only a part 25 of the webs 24 extending in the axial direction 7 is here in a first region 12 opposite one, in the circumferential direction 3 and in the axial direction 7 towards the end side 22 , 23, adjacent second portion 13 of the cage 1 in the radial direction 10 is displaced inwardly.
  • the part 25 extends in the axial direction 7, starting from the cage window 4 only to the end faces 22, 23, wherein the web 24 on the end face 22, 23 itself not in the radial direction 10 after is moved inside.
  • the method allows a defined deformation of the cage 1 in partial areas, so that a ball guide surface 8 in the radial direction 10 can be arranged further inside. This displacement prevents damage to the cage 1 in the operation of a ball tracking joint, since the contact point 26 of the ball 5 is now arranged with the ball guide surface 8 at a greater distance from the inner circumferential surface 28.

Abstract

The invention relates to a method for producing a cage for a constant-velocity ball joint. The cage is annular and has cage windows which are arranged along a circumferential direction at a distance from one another for guiding balls of the constant-velocity ball joint. Each cage window has a ball guiding surface, which faces in an axial direction, on at least one side. The method has at least the following steps: a) providing a cage with cage windows; b) applying at least one pressure force via an external circumferential cage surface facing in the radial direction in a first region of at least one ball guiding surface of at least one cage window; and c) deforming the cage in the first region of the at least one ball guiding surface such that the at least one ball guiding surface is displaced inwards in the radial direction relative to an adjacent second region of the cage. The invention also relates to a correspondingly shaped cage.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Käfigs  Method for producing a cage
für ein Kugelgleichlaufgelenk  for a ball tracking joint
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Kugelgleichlaufgelenk sowie einen Käfig für ein Kugelgleichlaufgelenk selbst. Bevorzugt wird ein hier beschriebener Käfig in Kugelgleichlaufverschie- begelenken eingesetzt. The present invention relates to a method for producing a cage for a ball constant velocity joint and a cage for a ball constant velocity joint itself. Preferably, a cage described here is used in Kugelgleichlaufverschie- hinged joints.
Kugelgleichlaufverschiebegelenke (im Folgenden auch als Gelenk oder Kugel- gleichlaufgelenk bezeichnet) kommen insbesondere bei PKW im Bereich von Seitenwellen oder in Längswellenanordnungen zum Einsatz. Die Längswellen dienen der Übertragung der Antriebskraft von einem Getriebe hin zu einer Achse. Insbesondere ist dabei das Getriebe im vorderen Bereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet und die Längswellenanordnung dient der Übertragung der Antriebs- kräfte von diesem Getriebe hin zu einer Hinterachse. Bei derartigen Einsatzfällen muss das Kugelgleichlaufverschiebegelenk gleichermaßen kompakt und leicht ausgeführt sein und andererseits eine hohe Dauerfestigkeit aufweisen. Continuous ball-sliding joints (also referred to below as joint or ball-and-socket joint) are used in particular for passenger cars in the area of side shafts or in longitudinal shaft arrangements. The longitudinal shafts serve to transmit the driving force from a gearbox to an axle. In particular, the transmission is arranged in the front region of a motor vehicle, and the longitudinal shaft arrangement serves to transmit the drive forces from this transmission toward a rear axle. In such applications, the Kugelgleichlaufverschiebegelenk must be equally compact and lightweight and on the other hand have a high fatigue strength.
Kugelgleichlaufverschiebegelenke sind z. B. aus der WO 2005/057035 AI oder der WO 2014/121832 AI bekannt. Dort sind auch weitere Einsatzmöglichkeiten und allgemeine Anforderungen an diese Gelenke beschrieben, die hier zur Erläuterung herangezogen werden können. Kugelgleichlaufverschiebegelenke are z. B. from WO 2005/057035 AI or WO 2014/121832 AI known. There are also other uses and general requirements for these joints described that can be used here for explanation.
Kugelgleichlaufverschiebegelenke mit Käfig weisen zumindest ein Gelenkaußen- teil mit einer Drehachse und mit äußeren Kugelbahnen sowie ein Gelenkinnenteil mit inneren Kugelbahnen auf. Kugelgleichlaufverschiebegelenke umfassen weiter eine Vielzahl von drehmomentübertragenden Kugeln, die jeweils in einander zugeordneten äußeren und inneren Kugelbahnen geführt werden, und den Käfig, der mit einer Vielzahl von Käfigfenstern versehen ist, die jeweils eine oder mehrere der Kugeln aufnehmen. Kugelgleichlaufverschiebegelenke with cage have at least one Gelenkaußen- part with a rotation axis and outer ball tracks and an inner joint part with inner ball tracks. Ball tracking sliding joints further include a plurality of torque transmitting balls, each guided in associated outer and inner ball tracks, and the cage, the is provided with a plurality of cage windows, each receiving one or more of the balls.
Die drehmomentübertragenden Kugeln werden insbesondere von dem Kugelkäfig in einer Gleichlaufebene gehalten und von entsprechenden Paaren von äußeren und inneren Kugelbahnen geführt. Insbesondere verlaufen die Kugelbahnen im Montagebereich und Betriebsbereich entlang der Drehachse des Gelenks und weisen einen konstanten Abstand (in einer radialen Richtung) zur Drehachse auf. Insbesondere sind eine Kugel oder zwei Kugeln in jedem Käfigfenster angeordnet. Kugelgleichlaufverschiebegelenke weisen bevorzugt mindestens 6 oder 6+2n (n=l, 2, 3, ...) Kugeln auf. Der Käfig bewegt sich mit den Kugeln entlang der Drehachse des Gelenkaußenteils in der axialen Richtung. The torque-transmitting balls are held in particular by the ball cage in a synchronized plane and guided by corresponding pairs of outer and inner ball tracks. In particular, the ball tracks extend in the mounting area and operating area along the axis of rotation of the joint and have a constant distance (in a radial direction) to the axis of rotation. In particular, one or two balls are arranged in each cage window. Ball-tracking sliding joints preferably have at least 6 or 6 + 2n (n = 1, 2, 3,...) Balls. The cage moves with the balls along the rotational axis of the outer joint part in the axial direction.
Insbesondere verlaufen zumindest einzelne der äußeren und/oder inneren Kugel- bahnen geneigt oder unter einem Bahnschrägungswinkel gegenüber der Mittelachse. Das bedeutet, die Kugeln bewegen sich entlang der Kugelbahnen nicht nur in der axialen Richtung sondern auch in Umfangsrichtung. In particular, at least some of the outer and / or inner ball tracks run inclined or at a track taper angle with respect to the central axis. That is, the balls move along the ball tracks not only in the axial direction but also in the circumferential direction.
Gerade im Bereich der Großserienfertigung z. B. von Kraftfahrzeugen besteht der Wunsch, alle Komponenten mit reduziertem Gewicht und/oder reduzierten Kosten bereitzustellen. Gleichzeitig soll eine hohe Dauerfestigkeit des Kugelgleichlaufgelenks und der Anordnung im Einsatz gewährleistet werden. Especially in the field of mass production z. For example, for motor vehicles, there is a desire to provide all of the components with reduced weight and / or cost. At the same time a high fatigue strength of the ball constant velocity joint and the arrangement to be ensured in use.
Bei der Prüfung bestimmter Bauformen von Kugelgleichlaufverschiebegelenken wurde erkannt, dass es im Bereich von die Kugeln kontaktierenden Zonen des Käfigs zu Abplatzungen der Käfigoberfläche kommen kann. Als Ursache wurde identifiziert, dass sich die Kugeln bei diesen Bauformen von Kugelgleichlaufver- schiebegelenken aus konstruktiven Gründen sehr nahe an der Innenumfangsfläche des Käfigs bewegen und damit die Kugelführungsflächen am Käfig dort hoch be- ansprachen. Die auftretenden Schädigungen des Käfigs können zu einer Lebensdauerreduzierung des Gelenkes führen. When testing certain types of ball-and-cage sliding joints, it was recognized that there could be spalling of the cage surface in the area of the cage-contacting zones of the cage. The cause was identified as being that, in the case of these types of ball synchronizing sliding joints, the balls move very close to the inner peripheral surface of the cage for structural reasons and thus hold the ball guide surfaces on the cage there high. responded. The occurring damage of the cage can lead to a reduction in lifespan of the joint.
Es wurde versucht, diesen Effekt dadurch zu reduzieren, dass die Käfigfenster an dieses Bewegungs verhalten angepasst bereitgestellt werden. So kann nach dem Stanzen das z. B. nierenförmige Käfigfenster in dem Käfig einem Kalibrierpro- zess unterzogen werden. Dabei wird ein Kalibrierdorn in dem Käfigfenster angeordnet und nachfolgend der komplette Käfig durch eine in axialer Richtung wirkende Druckkraft gestaucht. Diese Stauchung des Käfigs bewirkt einen Material- fluss im Käfig, durch den eine Kugelführungsfläche im Käfigfenster in radialer Richtung nach innen vergrößert wird. Dabei wird das Material des Käfigs im Bereich der, an den in die axialen Richtungen weisenden Seiten des Käfigs angeordneten, Kugelführangsflächen in der radialen Richtung nach innen verschoben. Dieser Aufwurf an der inneren Umfangsfläche ist aber konstruktiv nicht definier- bar, weil ein relativ unkontrollierter Materialfluss stattfindet. Insbesondere wird dabei die äußere Umfangsfläche des Käfigs durch ein Gesenk abgestützt, so dass eine Verschiebung des Materials nur in der radialen Richtung nach innen erfolgt. An attempt has been made to reduce this effect by providing the cage windows adapted to this movement behavior. So can after punching the z. For example, kidney-shaped cage windows in the cage are subjected to a calibration process. In this case, a calibration mandrel is arranged in the cage window and subsequently the complete cage is compressed by a compressive force acting in the axial direction. This compression of the cage causes a material flow in the cage, through which a ball guide surface in the cage window is enlarged radially inwards. In this case, the material of the cage is displaced in the region of the, in the axial directions facing sides of the cage, ball guide surfaces in the radial direction inwards. However, this Aufwurf on the inner peripheral surface is constructive not definable bar, because a relatively uncontrolled flow of material takes place. In particular, while the outer peripheral surface of the cage is supported by a die, so that a displacement of the material takes place only in the radial direction inwards.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Zusam- menhang mit dem Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Es soll insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs bereitgestellt werden, durch das eine konstruktiv definierbare Umformung des Käfigs im Bereich der Kugelführungsflächen möglich ist. Die Leistungsfähigkeit des Kugelgleichlaufverschiebegelenks im Betrieb soll gewährleistet sein. Die Lebens- dauer des Kugelgleichlaufverschiebegelenks soll erhöht werden. Weiter soll ein Käfig vorgeschlagen werden, der insbesondere durch das Verfahren hergestellt wurde, wobei eine geeignet umgeformte Käfigführangsfläche realisiert ist. Dies wird erreicht mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einem Käfig gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technolo- gisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. On this basis, it is an object of the present invention, at least partially solve the problems described in connection with the prior art. In particular, a method for producing a cage is to be provided by which a structurally definable deformation of the cage in the area of the ball guide surfaces is possible. The performance of the Kugelgleichlaufverschiebegelenk in operation should be guaranteed. The service life of the ball tracking sliding joint should be increased. Next, a cage is to be proposed, which was produced in particular by the method, wherein a suitably shaped cage guide surface is realized. This is achieved with a method according to the features of claim 1 and with a cage according to the features of claim 6. Advantageous developments are the subject of the dependent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and details from the figures, wherein further variants of the invention are shown.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Käfigs für ein Kugelgleichlaufgelenk vorgeschlagen, wobei der Käfig ringförmig ist und entlang einer Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnete Käfigfenster zur Führung von Kugeln des Kugelgleichlaufgelenks aufweist. Jedes Käfigfenster weist zumindest auf einer Seite eine, in eine axiale Richtung weisende Kugelführungsfläche auf. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf: A method is proposed for producing a cage for a ball-and-cage joint, wherein the cage is annular and has cage windows spaced along a circumferential direction for guiding balls of the ball-and-cage joint. Each cage window has at least on one side a, in an axial direction facing ball guide surface. The method has at least the following steps:
a) Bereitstellen eines Käfigs mit Käfigfenstern;  a) providing a cage with cage windows;
b) Aufbringen zumindest einer Druckkraft über eine, in eine radiale Richtung weisende äußere Umfangsfläche des Käfigs in einem ersten Bereich zumindest einer Kugelführungsfläche zumindest eines Käfigfensters;  b) applying at least one pressure force via an outer peripheral surface of the cage facing in a radial direction in a first region of at least one ball guide surface of at least one cage window;
c) Verformen des Käfigs im ersten Bereich der mindestens einen Kugelfüh- rungsfläche, so dass die mindestens eine Kugelführungsfläche gegenüber einem angrenzenden zweiten Bereich des Käfigs in der radialen Richtung nach innen verschoben wird.  c) deforming the cage in the first region of the at least one ball guide surface, so that the at least one ball guide surface is displaced inwardly in the radial direction with respect to an adjacent second region of the cage.
Insbesondere weist der Käfig (in Schritt a)) eine (zumindest teilweise oder über- wiegend) sphärisch (z. B. eine kugelig) geformte äußere Umfangsfläche auf. In mindestens einem seitlichen Randbereich kann die äußere Umfangsfläche konisch geformt sein. Bevorzugt weist der Käfig (in Schritt a)) eine (zumindest teilweise oder überwiegend) sphärisch geformte innere Umfangsfläche auf. In mindestens einem seitlichen Randbereich kann die innere Umfangsfläche konisch geformt sein. In Schritt a) wird der Käfig mit, z. B. nierenförmig, insbesondere ausgestanzten, Käfigfenstern bereitgestellt. In Schritt b) wird insbesondere (ausschließlich) in dem ersten Bereich einer (bevorzugt aller) Kugelführungsfläche(n) eine in radiale Richtung weisende äußere Umfangsfläche des Käfigs mit einer Druckkraft beaufschlagt. In Schritt c) wird der Käfig in diesem ersten Bereich infolge der Druck- kraft (plastisch) verformt. Dabei wird der erste Bereich gegenüber einem in der Umfangsrichtung angrenzend angeordneten zweiten Bereich in der radialen Richtung nach innen verschoben. In particular, the cage (in step a)) has an (at least partially or predominantly) spherical (eg a spherical) shaped outer peripheral surface. In at least one lateral edge region, the outer circumferential surface may be conically shaped. Preferably, the cage (in step a)) has an (at least partially or predominantly) spherically shaped inner peripheral surface. In at least one lateral edge region, the inner peripheral surface may be conically shaped. In step a), the cage with, z. B. kidney-shaped, in particular punched out, cage windows provided. In step b), in particular (exclusively) in the first region of a (preferably all) ball guide surface (s), a radially outer circumferential surface of the cage is subjected to a compressive force. In step c), the cage is (plastically) deformed in this first region as a result of the pressure force. In this case, the first region is displaced inwardly in the radial direction relative to a second region arranged in the circumferential direction in the circumferential direction.
Nach Schritt c) weist der Käfig in allen Bereichen, außer in den umgeformten ersten Bereichen, insbesondere eine (mit diesem Verfahren im Wesentlichen unveränderte) einheitlich sphärisch geformte äußere Umfangsfläche bzw. eine (mit diesem Verfahren im Wesentlichen unveränderte) einheitlich sphärisch geformte innere Umfangsfläche auf. Gegenüber diesen anderen Bereichen sind die umgeformten ersten Bereiche jeweils in der radialen Richtung nach innen verschoben bzw. versetzt angeordnet. After step c), in all but the reshaped first regions, the cage has, in particular, a uniformly spherical outer peripheral surface (substantially unchanged by this process) or a uniformly spherical shaped inner peripheral surface (substantially unchanged by this process) , Compared to these other areas, the deformed first regions are respectively displaced inward or offset in the radial direction.
Die Druckkraft wirkt insbesondere in der radialen Richtung auf die äußere Umfangsfläche. Insbesondere wirkt sie zusätzlich in der axialen Richtung auf die äu- ßere Umfangsfläche ein. Es wirkt insbesondere keine (oder eine wesentlich geringere) Druckkraft auf die Stirnseiten des Käfigs ein. Insbesondere wirken zusätzliche Haltekräfte auf den Käfig, die aber an ihren Angriffspunkten an den Käfig (praktisch) keine (plastische) Verformungen herbeiführen. The pressure force acts in particular in the radial direction on the outer peripheral surface. In particular, it additionally acts in the axial direction on the outer peripheral surface. In particular, there is no (or much less) compressive force on the end faces of the cage. In particular, additional holding forces act on the cage, but at their points of application to the cage (practically) cause no (plastic) deformations.
Insbesondere findet eine (plastische) Verformung des Käfigs ausschließlich im ersten Bereich der Kugelführungsflächen statt. In particular, a (plastic) deformation of the cage takes place exclusively in the first region of the ball guide surfaces.
Insbesondere wird zwischen den Schritten a) und b) oder nach Schritt c) in einem weiteren Schritt i) ein Kalibrierdorn in zumindest dem einen Käfigfenster angeordnet, insbesondere in jedem Käfigfenster. Die mindestens eine Kugelführungs- fläche legt sich zumindest während des Schrittes c) (ggf. auch während des Schrittes b) oder in einem sich an Schritt i) anschließenden Stauchvorgang) an den (jeweiligen) Kalibrierdorn an. In particular, between calibration steps a) and b) or after step c), in a further step i), a calibration mandrel is arranged in at least one cage window, in particular in each cage window. At least during the step c) (possibly also during the step b) or in an upsetting process subsequent to step i), the at least one ball guide surface contacts the (respective) calibration mandrel.
Der Stauchvorgang umfasst das Aufbringen einer in der axialen Richtung wirkenden Druckkraft über die Stirnseiten des Käfigs. The upsetting process comprises applying a compressive force acting in the axial direction over the end faces of the cage.
Bei dem Stauchvorgang kann die mindestens eine Kugelführungsfläche entlang der axialen Richtung verschoben werden, so dass ein Abstand zwischen den in einem Käfigfenster gegenüberliegenden Kugelführungsflächen verringert wird. In the upsetting operation, the at least one ball guide surface can be displaced along the axial direction, so that a distance between the ball guide surfaces opposite in a cage window is reduced.
Nachdem sich die mindestens eine Kugelführungsfläche an den Kalibrierdorn angelegt hat, kann der Stauchvorgang fortgesetzt werden, so dass zu den Kugel- führungsflächen benachbart angeordnete (zweite) Bereiche weiter entlang der axialen Richtung verschoben werden, während die Kugelführungsflächen (im ersten Bereich) durch den Kalibrierdorn fixiert werden. After the at least one ball guide surface has been applied to the Kalibrierdorn, the upsetting process can be continued so that adjacent to the ball guide surfaces adjacent (second) areas are further displaced along the axial direction, while the ball guide surfaces (in the first area) by the Kalibrierdorn be fixed.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird in Schritt c) oder in einem sich an Schritt i) anschließenden Stauchvorgang der Käfig im ersten Bereich der mindes- tens einen Kugelführungsfläche so verformt, dass die mindestens eine Kugelführungsfläche gegenüber einem angrenzenden zweiten Bereich des Käfigs (zusätzlich) in der axialen Richtung verschoben wird, insbesondere weil während des Stauchvorgangs der erste Bereich an den Kalibrierdorn anstößt und der zweite Bereich in der axialen Richtung weiter nach innen verschoben wird. Diese Verformung in Richtung der axialen Richtung stellt insbesondere sicher, dass die einander in der axialen Richtung gegenüberliegend angeordneten Kugelführung sflä- chen eines Käfigfensters einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird nach Schritt c) oder nach Schritt i) bzw. nach dem auf Schritt i) folgenden Stauchvorgang eine mechanische Bearbeitung der Käfigführungsfläche vorgenommen (z. B. durch Fräsen). Durch diese mechanische Bearbeitung wird der geforderte Abstand genau eingestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das mindestens eine Käfigfenster auf beiden einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Kugelführungsfläche auf, wobei in Schritt c) beide Kugelführungsflächen gegenüber (an den ersten Bereich in der Umfangsrichtung) angrenzenden zweiten Bereichen des Käfigs zumindest in der radialen Richtung nach innen verschoben werden.. According to a preferred embodiment, in step c) or in an upsetting process subsequent to step i), the cage in the first region of the at least at least one ball guide surface deformed so that the at least one ball guide surface relative to an adjacent second region of the cage (additionally) is displaced in the axial direction, in particular because during the compression process, the first region abuts the Kalibrierdorn and the second region in the axial direction further is moved inside. This deformation in the direction of the axial direction ensures, in particular, that the ball guide surfaces of a cage window arranged opposite one another in the axial direction have a predetermined distance from one another. According to a further embodiment, after step c) or after step i) or after the upsetting process following step i), a mechanical processing of the cage guide surface is carried out (eg by milling). Through this mechanical processing, the required distance is set accurately. According to a preferred embodiment, the at least one cage window has a ball guide surface on both opposite sides, wherein in step c) both ball guide surfaces are displaced inwards at least in the radial direction relative to the second regions of the cage (adjacent to the first region in the circumferential direction) ..
Insbesondere bleibt eine Wanddicke (insbesondere gemessen in radialer Richtung) des Käfigs im ersten Bereich der Käfigführungsfläche während Schritt c), und insbesondere auch während eines sich an Schritt i) anschließenden Stauchvorgangs, konstant. Bevorzugt findet also kein Materialfluss in den ersten Bereich der Käfigführungsfläche statt, sondern das vorhandene Material in dem ersten Bereich wird gegenüber den angrenzenden zweiten Bereichen zumindest in der radialen Richtung verschoben. Es wird zudem ein Käfig für ein Kugelgleichlaufgelenk vorgeschlagen, der insbesondere nach dem hier neu beschriebenen Verfahren hergestellt ist. In particular, a wall thickness (in particular measured in the radial direction) of the cage in the first region of the cage guide surface during step c), and in particular during a compression process subsequent to step i), remains constant. Thus, no material flow preferably takes place in the first area of the cage guide surface, but the existing material in the first area is displaced relative to the adjacent second areas at least in the radial direction. It is also proposed a cage for a ball-and-cage joint, which is produced in particular by the method described here new.
Der Käfig ist ringförmig und weist entlang einer Umfang srichtung voneinander beabstandet angeordnete Käfigfenster zur Führung von Kugeln des Kugelgleichlaufgelenks auf. Jedes Käfigfenster weist zumindest auf einer Seite eine, in eine axiale Richtung weisende Kugelführungsfläche auf, wobei der Käfig im ersten Bereich der Kugelführungsfläche in einem Querschnitt quer zu einer Drehachse des Käfigs einen kleinsten Innendurchmesser und einen kleinsten Außendurch- messer aufweist. The cage is annular and has along a circumferential direction spaced from each other arranged cage window for guiding balls of the ball constant velocity joint. Each cage window has at least on one side a, in an axial direction facing ball guide surface, wherein the cage in the first region of the ball guide surface in a cross section transverse to a rotation axis of the cage has a smallest inner diameter and a smallest outer diameter.
Insbesondere weist der Käfig im ersten Bereich der Kugelführungsfläche einen, gegenüber einem benachbart angeordneten zweiten Bereich, in der radialen Richtung nach innen verschobenen Wandbereich auf. In particular, the cage has, in the first area of the ball guide surface, a wall area which is displaced inward in the radial direction relative to an adjacently arranged second area.
Insbesondere unterscheidet sich der kleinste Innendurchmesser (im ungeformten ersten Bereich) von einem Innendurchmesser eines (unmittelbar) benachbart angeordneten zweiten Bereichs des Käfigs um höchstens 3,0 %, insbesondere um höchstens 1,0 %. Insbesondere unterscheidet sich der kleinste Innendurchmesser (im ungeformten ersten Bereich) von einem Innendurchmesser eines (unmittelbar) benachbart angeordneten zweiten Bereichs des Käfigs um mindestens 0,3 %, insbesondere um mindestens 0,5 %. In particular, the smallest inner diameter (in the unshaped first region) differs from an inner diameter of a (immediately) adjacently arranged second region of the cage by at most 3.0%, in particular by at most 1.0%. In particular, the smallest inner diameter (in the unshaped first region) differs from an inner diameter of a (immediately) adjacently arranged second region of the cage by at least 0.3%, in particular by at least 0.5%.
Insbesondere unterscheidet sich der kleinste Außendurchmesser (im ungeformten ersten Bereich) von einem Außendurchmesser eines (unmittelbar) benachbart angeordneten zweiten Bereichs des Käfigs um höchstens 3,0 %, insbesondere um höchstens 1,0 %. Insbesondere unterscheidet sich der kleinste Außendurchmesser (im ungeformten ersten Bereich) von einem Außendurchmesser eines (unmittel- bar) benachbart angeordneten zweiten Bereichs des Käfigs um mindestens 0,3 %, insbesondere um mindestens 0,5 %. In particular, the smallest outer diameter (in the unformed first region) differs from an outer diameter of a (immediately) adjacently arranged second region of the cage by at most 3.0%, in particular by at most 1.0%. In particular, the smallest outer diameter (in the unformed first region) differs from an outer diameter of a (direct bar) adjacent the second area of the cage by at least 0.3%, in particular by at least 0.5%.
Insbesondere erstreckt sich der Käfig in der axialen Richtung zwischen einer ers- ten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite, wobei der Käfig in der axialen Richtung zwischen der Kugelführungsfläche und jeder Stirnseite, in der Umfangsrich- tung verlaufende Stege aufweist. Zumindest ein sich in der axialen Richtung erstreckender Teil zumindest eines Stegs ist in einem ersten Bereich gegenüber einem (in der Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung hin zur Stirnseite) an- grenzenden (zweiten) Bereich des Käfigs in der radialen Richtung nach innen verschoben. Insbesondere ist der ganze Steg (also in axialer Richtung zwischen der Kugelführungsfläche und zumindest einer Stirnseite) in einem ersten Bereich gegenüber einem (in der Umfangsrichtung) angrenzenden zweiten Bereich des Käfigs in der radialen Richtung nach innen verschoben. In particular, the cage extends in the axial direction between a first end side and a second end side, wherein the cage in the axial direction between the ball guide surface and each end face, in the circumferential direction extending webs. At least one part of at least one web extending in the axial direction is displaced inward in the radial direction in a first region in relation to a (second) region of the cage (in the circumferential direction and / or in the axial direction towards the end side). In particular, the entire web (ie in the axial direction between the ball guide surface and at least one end face) is displaced in a radial direction in a first region opposite to a (in the circumferential direction) adjacent second region of the cage.
Es wird weiter ein Kugelgleichlaufgelenk mit einem Käfig vorgeschlagen, wobei der Käfig durch das neu vorgeschlagene Verfahren hergestellt wurde und/oder wie oben beschrieben ausgeführt ist. Das Kugelgleichlaufgelenk ist bevorzugt ein Ku- gelgleichlaufverschiebegelenk, in dem der Käfig gegenüber einem Gelenkaußen- teil und/oder einem Gelenkinnenteil entlang einer axialen Richtung verschiebbar angeordnet ist. It is further proposed a ball-and-cage joint with a cage, wherein the cage was produced by the newly proposed method and / or is carried out as described above. The ball constant velocity joint is preferably a ball synchronous sliding joint, in which the cage is displaceable relative to an outer joint part and / or an inner joint part along an axial direction.
Die Ausführungen zu dem neuen Verfahren gelten gleichermaßen für den neuen Käfig und das neue Gelenk und umgekehrt. The remarks on the new method apply equally to the new cage and the new joint and vice versa.
Es wird weiter also auch ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das zumindest eine vorstehend angegebene Wellenanordnung umfasst. Das hier erläuterte radiale Kalibrieren der Käfige durch Drücken bzw. Formen von nach innen versetzten Abschnitten der Käfigfenster kann insbesondere zu mindestens einem der folgenden Vorteile führen: It is therefore also proposed a motor vehicle, which comprises at least one shaft arrangement specified above. The radial calibration of the cages explained here by pressing or forming inwardly offset sections of the cage windows can in particular lead to at least one of the following advantages:
noch größere Fensterflächen gegenüber dem Stand der Technik, wodurch die Kugel zentrierter im Fenster läuft, was zu einer Lebensdauersteigerung führen kann,  even larger windows compared to the prior art, whereby the ball runs centered in the window, which can lead to an increase in lifespan,
ein prozesssicherer und beherrschbarer Umformprozess,  a process-reliable and controllable forming process,
mehr Material unter der Kugel im Betrieb, was zu einer Festigkeits Steigerung führen kann.  more material under the ball in operation, which can lead to a strength increase.
Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Fi- guren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to the figures. It should be noted that the invention should not be limited by the embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and / or figures. The same reference numerals designate the same objects, so that explanations of other figures can be used if necessary. They show schematically:
Fig. 1: einen bekannten Käfig in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 1: a known cage in a perspective view;
Fig. 2: einen Querschnitt des Käfigs nach Fig. 1; Fig. 3: ein bekanntes Kalibrierverfahren für einen Käfig; Fig. 2: a cross section of the cage according to Fig. 1; 3 shows a known calibration method for a cage;
Fig. 4: einen durch das Kalibrierverfahren nach Fig. 3 hergestellten Käfig in einem Querschnitt; Fig. 5: den Käfig nach Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht; 4 shows a cage produced by the calibration method according to FIG. 3 in a cross section; FIG. 5 shows the cage according to FIG. 4 in a perspective view; FIG.
Fig. 6: einen durch das Verfahren hergestellten Käfig im Querschnitt; Fig. 7: ein Detail aus Fig. 6; Fig. 6: a cage produced by the method in cross section; Fig. 7: a detail of Fig. 6;
Fig. 8: den Käfig nach Fig. 6 und 7 in einer perspektivischen Ansicht und Fig. 8: the cage of Fig. 6 and 7 in a perspective view and
Fig. 9: eine weitere Ausführungsvariante des Käfigs in einer perspektivischen Fig. 9: a further embodiment of the cage in a perspective
Ansicht.  View.
Das den Käfig 1 umfassende Kugelgleichlaufverschiebegelenk 2 ist in den Figuren nicht dargestellt. In diesem Zusammenhang wird auf die eingangs erwähnte WO 2014/121832 AI verwiesen, in der ein Kugelgleichlaufverschiebegelenk 2 mit Käfig 1 dargestellt ist. The cage 1 comprehensive Kugelgleichlaufverschiebegelenk 2 is not shown in the figures. In this context, reference is made to the aforementioned WO 2014/121832 Al, in which a ball synchronizing sliding joint 2 with cage 1 is shown.
Fig. 1 zeigt einen bekannten Käfig 1 in einer perspektivischen Ansicht. Der Käfig 1 ist ringförmig und weist eine Drehachse 17 sowie entlang einer Umfangsrich- tung 3 voneinander beabstandet angeordnete Käfigfenster 4 zur Führung von Ku- geln 5 des Kugelgleichlaufgelenks 2 auf. Jedes Käfigfenster 4 weist auf beiden Seiten 6 jeweils eine, in eine axiale Richtung 7 weisende Kugelführungsfläche 8 auf. Der Käfig 1 weist eine sphärisch (z. B. eine kugelig) geformte äußere Um- fangsfläche 11 sowie eine sphärisch geformte innere Umfangsfläche 28 auf. Der Käfig 1 erstreckt sich in der axialen Richtung 7 zwischen einer ersten Stirnseite 22 und einer zweiten Stirnseite 23, wobei der Käfig 1 in der axialen Richtung 7 zwischen der Kugelführungsfläche 8 und jeder Stirnseite 22, 23, in der Umfangsrichtung 3 verlaufende Stege 24 aufweist. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt 16 des Käfigs 1 nach Fig. 1. Die Kugeln 5 sind in den Käfigfenstern 4 angeordnet und kontaktieren den Käfig 1 an den Kugelführungsflächen 8, insbesondere an dem Kontaktpunkt 26 in der Nähe der inneren Umfangsfläche 28. Der Käfig 1 weist zumindest im Bereich der Käfigführungs- flächen 8 eine Wanddicke 15 in der radialen Richtung 10 auf. Fig. 1 shows a known cage 1 in a perspective view. The cage 1 is ring-shaped and has an axis of rotation 17 and, along a circumferential direction 3, spaced cage windows 4 for guiding balls 5 of the ball-and-cage joint 2. Each cage window 4 has on both sides 6 in each case one, in an axial direction 7 facing ball guide surface 8. The cage 1 has a spherical (eg a spherical) outer circumferential surface 11 and a spherically shaped inner circumferential surface 28. The cage 1 extends in the axial direction 7 between a first end face 22 and a second end face 23, wherein the cage 1 in the axial direction 7 between the ball guide surface 8 and each end face 22, 23, in the circumferential direction 3 extending webs 24 has. FIG. 2 shows a cross-section 16 of the cage 1 according to FIG. 1. The balls 5 are arranged in the cage windows 4 and contact the cage 1 on the ball guide surfaces 8, in particular on the contact point 26 in the vicinity of the inner peripheral surface 28. The cage 1 has at least in the area of Käfigführungs- surfaces 8 a wall thickness 15 in the radial direction 10.
Fig. 3 zeigt ein bekanntes Kalibrierverfahren für einen Käfig 1. Nach dem Stanzen der hier nierenförmig dargestellten Käfigfenster 4 in den Käfig 1 wird ein Kalib- rierprozess durchgeführt. Dabei wird ein Kalibrierdorn 14 in dem Käfigfenster 4 angeordnet und nachfolgend der komplette Käfig 1 durch eine in axialer Richtung 7 wirkende Druckkraft 9 gestaucht. Diese Stauchung des Käfigs 1 bewirkt einen Materialfluss im Käfig 1, durch den eine Kugelführungsfläche 8 im Käfigfenster 4 in radialer Richtung 10 nach innen vergrößert wird (siehe Fig. 4). Weiter kann durch den Stauchvorgang ein Abstand 27 zwischen den einander gegenüberlie- genden Kugelführungsflächen 8 genau eingestellt werden. FIG. 3 shows a known calibration method for a cage 1. After punching the cage windows 4 shown here in kidney shape into the cage 1, a calibration process is carried out. In this case, a calibration mandrel 14 is arranged in the cage window 4 and subsequently the complete cage 1 is compressed by a compressive force 9 acting in the axial direction 7. This compression of the cage 1 causes a material flow in the cage 1, through which a ball guide surface 8 in the cage window 4 in the radial direction 10 is increased inwardly (see Fig. 4). Furthermore, a spacing 27 between the opposing ball guide surfaces 8 can be set precisely by the upsetting process.
Fig. 4 zeigt einen durch das Kalibrierverfahren nach Fig. 3 hergestellten Käfig 1 in einem Querschnitt 16. Fig. 5 zeigt den Käfig 1 nach Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht. Die Fig. 4 und 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. 4 shows a cage 1 produced by the calibration method according to FIG. 3 in a cross section 16. FIG. 5 shows the cage 1 according to FIG. 4 in a perspective view. FIGS. 4 and 5 will be described together below.
Durch das Kalibrierverfahren wird das Material des Käfigs 1 im ersten Bereich 12 der, an den in die axialen Richtungen 7 weisenden Seiten 6 des Käfigs 1 angeordneten Kugelführungsflächen 8 in der radialen Richtung 10 nach innen verschoben. Dieser Aufwurf an der inneren Umfangsfläche 28 ist konstruktiv nicht definierbar, da ein relativ unkontrollierter Materialfluss stattfindet. Infolge des Kalibrierverfahrens wird die Wanddicke 15 im ersten Bereich 12 der Kugelführungsfläche 8 (in der radialen Richtung 10 nach innen) vergrößert. Entsprechend weist der Käfig 1 im ersten Bereich 12 der Kugelführungsflächen 8 einen kleinsten Innendurch- messer 18 auf. In den an den ersten Bereich 12 angrenzenden zweiten Bereichen 13 weist der Käfig 1 einen größeren Innendurchmesser 21 auf. As a result of the calibration method, the material of the cage 1 is displaced in the radial direction 10 in the first region 12 of the ball guide surfaces 8 arranged on the sides 6 of the cage 1 pointing in the axial directions 7. This Aufwurf on the inner peripheral surface 28 is not structurally definable, since a relatively uncontrolled flow of material takes place. As a result of the calibration process, the wall thickness 15 in the first region 12 of the ball guide surface 8 (in the radial direction 10 inwards) is increased. Accordingly, the cage 1 in the first region 12 of the ball guide surfaces 8 has a smallest internal diameter. knife 18 up. In the second regions 13 adjoining the first region 12, the cage 1 has a larger inner diameter 21.
Durch die Vergrößerung der Kugelführungsfläche 8 in der radialen Richtung 10 nach innen können (frühzeitige) Beschädigungen im Bereich der Kugelführungs- fläche 8 nahe der inneren Umfangsfläche 28 verhindert werden. By enlarging the ball guide surface 8 in the radial direction 10 inwards, (early) damage in the area of the ball guide surface 8 near the inner peripheral surface 28 can be prevented.
Fig. 6 zeigt einen durch das Verfahren hergestellten Käfig 1 im Querschnitt. Fig. 7 zeigt ein Detail aus Fig. 6. Fig. 8 zeigt den Käfig 1 nach Fig. 6 und 7 in einer per- spektivischen Ansicht. Die Fig. 6 bis 8 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Fig. 6 shows a cage 1 produced by the method in cross section. FIG. 7 shows a detail from FIG. 6. FIG. 8 shows the cage 1 according to FIGS. 6 and 7 in a perspective view. FIGS. 6 to 8 will be described together below.
Der Käfig 1 ist ringförmig und weist entlang einer Umfangsrichtung 3 voneinander beabstandet angeordnete Käfigfenster 4 zur Führung von Kugeln 5 des Kugel- gleichlaufgelenks 2 auf. Jedes Käfigfenster 4 weist auf jeder Seite 6 eine, in eine axiale Richtung 7 weisende Kugelführungsfläche 8 auf. Durch das Aufbringen einer Druckkraft 9 über eine in radiale Richtung 10 weisende äußere Umfangsfläche 11 des Käfigs 1 in einem ersten Bereich 12 der Kugelführungsflächen 8 der Käfigfenster 4 wird der Käfig 1 im ersten Bereich 12 verformt, so dass die Kugel- führungsflächen 8 gegenüber den jeweils angrenzenden zweiten Bereichen 13 des Käfigs 1 in der radialen Richtung 10 nach innen verschoben werden. The cage 1 is annular and has along a circumferential direction 3 spaced from each other arranged cage window 4 for guiding balls 5 of the ball and socket joint 2. Each cage window 4 has on each side 6, pointing in an axial direction 7 ball guide surface 8. By applying a compressive force 9 via a radially outwardly facing 10 outer peripheral surface 11 of the cage 1 in a first region 12 of the ball guide surfaces 8 of the cage window 4, the cage 1 is deformed in the first region 12, so that the ball guide surfaces 8 with respect to each adjacent second portions 13 of the cage 1 are displaced in the radial direction 10 inwardly.
Auch hier weist der Käfig 1 eine sphärisch geformte äußere Umfangsfläche 11 sowie eine sphärisch geformte innere Umfangsfläche 28 auf. Again, the cage 1 has a spherically shaped outer peripheral surface 11 and a spherically shaped inner peripheral surface 28.
Während des Schrittes c) des Verfahrens und insbesondere auch während eines sich an Schritt i) anschließenden Stauchvorgangs bleibt eine Wanddicke 15 (gemessen in radialer Richtung 10) des Käfigs 1 im ersten Bereich 12 der Kugelführungsfläche 8 konstant. Es findet also kein Materialfluss in den ersten Bereich 12 der Kugelführungsfläche 8 statt, sondern das vorhandene Material in dem ersten Bereich 12 wird gegenüber den angrenzenden zweiten Bereichen 13 in der radialen Richtung 10 verschoben. Der Käfig 1 weist nach Schritt c) im ersten Bereich 12 der Kugelführungsfläche 8 in einem Querschnitt 16 quer zu einer Drehachse 17 des Käfigs 1 einen kleinsten Innendurchmesser 18 und einen kleinsten Außendurchmesser 19 auf. Der kleinste Innendurchmesser 18 unterscheidet sich von einem Innendurchmesser 21 eines unmittelbar benachbart angeordneten zweiten Bereichs 13 des Käfigs 1. Gleiches gilt für den kleinsten Außendurchmesser 19 (gegenüber einem Außendurchmesser eines unmittelbar benachbart angeordneten zweiten Bereichs 13 des Käfigs 1). During step c) of the method and in particular also during an upsetting process subsequent to step i), a wall thickness 15 (measured in the radial direction 10) of the cage 1 in the first region 12 of the ball guide surface 8 remains constant. So there is no material flow in the first area 12th the ball guide surface 8 instead, but the existing material in the first region 12 is displaced relative to the adjacent second regions 13 in the radial direction 10. The cage 1 has after step c) in the first region 12 of the ball guide surface 8 in a cross section 16 transverse to a rotation axis 17 of the cage 1, a smallest inner diameter 18 and a smallest outer diameter 19. The smallest inner diameter 18 differs from an inner diameter 21 of a directly adjacent second region 13 of the cage 1. The same applies to the smallest outer diameter 19 (relative to an outer diameter of a directly adjacent second region 13 of the cage 1).
Der Käfig 1 erstreckt sich in der axialen Richtung 7 zwischen einer ersten Stirnseite 22 und einer zweiten Stirnseite 23, wobei der Käfig 1 in der axialen Rich- tung 7 zwischen der Kugelführungsfläche 8 und jeder Stirnseite 22, 23, in der Umfangsrichtung 3 verlaufende Stege 24 aufweist. Zumindest ein sich in der axialen Richtung 7 erstreckender Teil 25 der Steg 24 ist in einem ersten Bereich 12 gegenüber einem (in der Umfangsrichtung 3 und/oder in axialer Richtung 7 hin zur Stirnseite 22, 23) angrenzenden zweiten Bereich 13 des Käfigs 1 in der radia- len Richtung 10 nach innen verschoben (hier erstreckt sich der Teil 25 in der axialen Richtung 7 über den gesamten Steg 24). The cage 1 extends in the axial direction 7 between a first end face 22 and a second end face 23, wherein the cage 1 in the axial direction 7 between the ball guide surface 8 and each end face 22, 23, in the circumferential direction 3 extending webs 24th having. At least one part 25 of the web 24 extending in the axial direction 7 is in a first region 12 opposite a second region 13 of the cage 1 (in the circumferential direction 3 and / or in the axial direction 7 towards the end side 22, 23) in the Radial- direction 10 inwardly shifted (here the part 25 extends in the axial direction 7 over the entire web 24).
Der Abstand 27 der Kugelführungsflächen 8 in der axialen Richtung 7 kann unmittelbar durch Schritt c) oder durch einen Stauchvorgang eingestellt werden, der nach einem Schritt i), ggf. nach Schritt c) durchgeführt wird. Der Abstand 27 kann auch durch eine mechanische Bearbeitung nach Schritt c) oder nach dem Stauchvorgang eingestellt werden. Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Käfigs 1 in einer perspektivischen Ansicht. Auf die Ausführungen zu Fig. 8 wird Bezug genommen. Im Unterschied zu dem in Fig. 8 dargestellten Käfig 1 ist hier nur ein sich in der axialen Richtung 7 erstreckender Teil 25 der Stege 24 in einem ersten Bereich 12 gegen- über einem, in der Umfangsrichtung 3 und in axialer Richtung 7 hin zur Stirnseite 22, 23, angrenzenden zweiten Bereich 13 des Käfigs 1 in der radialen Richtung 10 nach innen verschoben. Gegenüber der Ausführungsvariante in Fig. 8 erstreckt sich hier der Teil 25 in der axialen Richtung 7 ausgehend von dem Käfigfenster 4 nur bis zu den Stirnseiten 22, 23, wobei der Steg 24 an der Stirnseite 22, 23 selber nicht in der radialen Richtung 10 nach innen verschoben ist. The distance 27 of the ball guide surfaces 8 in the axial direction 7 can be set directly by step c) or by an upsetting operation, which is performed after a step i), if necessary after step c). The distance 27 can also be adjusted by a mechanical processing after step c) or after the upsetting process. Fig. 9 shows a further embodiment of the cage 1 in a perspective view. The comments on Fig. 8 reference is made. In contrast to the cage 1 shown in FIG. 8, only a part 25 of the webs 24 extending in the axial direction 7 is here in a first region 12 opposite one, in the circumferential direction 3 and in the axial direction 7 towards the end side 22 , 23, adjacent second portion 13 of the cage 1 in the radial direction 10 is displaced inwardly. Compared to the embodiment in Fig. 8, the part 25 extends in the axial direction 7, starting from the cage window 4 only to the end faces 22, 23, wherein the web 24 on the end face 22, 23 itself not in the radial direction 10 after is moved inside.
Das Verfahren ermöglicht eine definierte Umformung des Käfigs 1 in Teilbereichen, so dass eine Kugelführungsfläche 8 in der radialen Richtung 10 weiter innen angeordnet werden kann. Diese Verschiebung verhindert Beschädigungen des Käfigs 1 im Betrieb eines Kugelgleichlauf gelenks, da der Kontaktpunkt 26 der Kugel 5 mit der Kugelführungsfläche 8 nun in einer größeren Entfernung von der inneren Umfangsfläche 28 angeordnet ist. The method allows a defined deformation of the cage 1 in partial areas, so that a ball guide surface 8 in the radial direction 10 can be arranged further inside. This displacement prevents damage to the cage 1 in the operation of a ball tracking joint, since the contact point 26 of the ball 5 is now arranged with the ball guide surface 8 at a greater distance from the inner circumferential surface 28.
Figure imgf000018_0001
Abstand
Figure imgf000018_0001
distance
innere Umfangsfläche inner peripheral surface

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Käfigs (1) für ein Kugelgleichlauf gelenk (2), wobei der Käfig (1) ringförmig ist und entlang einer Umfangsrichtung (3) voneinander beabstandet angeordnete Käfigfenster (4) zur Führung von Kugeln (5) des Kugelgleichlaufgelenks (2) aufweist; wobei jedes Käfigfenster (4) zumindest auf einer Seite (6) eine, in eine axiale Richtung (7) weisende Ku- gelführungsfläche (8) aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: 1. A method for producing a cage (1) for a ball tracking joint (2), wherein the cage (1) is annular and along a circumferential direction (3) spaced from each other arranged cage window (4) for guiding balls (5) of the ball joint joint ( 2); wherein each cage window (4) has at least on one side (6) a ball guide surface (8) pointing in an axial direction (7), the method having at least the following steps:
a) Bereitstellen eines Käfigs (1) mit Käfigfenstern (4);  a) providing a cage (1) with cage windows (4);
b) Aufbringen zumindest einer Druckkraft (9) über eine in radiale Richtung (10) weisende äußere Umfangsfläche (11) des Käfigs (1) in einem ersten Bereich (12) zumindest einer Kugelführungsfläche (8) zumindest eines Käfigfensters (4);  b) applying at least one pressure force (9) via an outer peripheral surface (11) of the cage (1) pointing in the radial direction (10) in a first region (12) of at least one ball guide surface (8) of at least one cage window (4);
c) Verformen des Käfigs (1) im ersten Bereich (12) der mindestens einen c) deforming the cage (1) in the first region (12) of the at least one
Kugelführungsfläche (8), so dass die mindestens eine Kugelführungsfläche (8) gegenüber einem angrenzenden zweiten Bereich (13) des Käfigs (1) in der radialen Richtung (10) nach innen verschoben wird. Ball guide surface (8), so that the at least one ball guide surface (8) relative to an adjacent second portion (13) of the cage (1) in the radial direction (10) is displaced inwardly.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei zwischen den Schritten a) und b) oder nach Schritt c) in einem weiteren Schritt i) ein Kalibrierdorn (14) in zumindest dem einen Käfigfenster (4) angeordnet wird; wobei sich die mindestens eine Kugelführungsfläche (8) zumindest während des Schrittes c) oder in einem sich an Schritt i) anschließenden Stauchvorgang an den Kalibrierdorn (14) anlegt. 2. The method according to claim 1, wherein between the steps a) and b) or after step c) in a further step i) a Kalibrierdorn (14) in at least one cage window (4) is arranged; wherein the at least one ball guide surface (8), at least during step c) or in an upsetting operation subsequent to step i), bears against the calibration mandrel (14).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in Schritt c) der Käfig (1) im ersten Bereich (12) der mindestens einen Kugelführungsfläche (8) so verformt wird, dass die mindestens eine Kugelführungsfläche (8) gegenüber dem angrenzenden zweiten Bereich (13) des Käfigs (1) zusätzlich in der axialen Richtung (7) verschoben wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein in step c) of the cage (1) in the first region (12) of the at least one ball guide surface (8) is deformed so that the at least one ball guide surface (8) is additionally displaced in the axial direction (7) relative to the adjacent second region (13) of the cage (1).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das min- destens eine Käfigfenster (4) auf beiden einander gegenüberliegenden Seiten4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one cage window (4) on both opposite sides
(6) jeweils eine Kugelführungsfläche (8) aufweist, wobei in Schritt c) beide Kugelführungsflächen (8) gegenüber den angrenzenden zweiten Bereichen (13) des Käfigs (1) zumindest in der radialen Richtung (10) nach innen verschoben werden. (6) each having a ball guide surface (8), wherein in step c) both ball guide surfaces (8) relative to the adjacent second regions (13) of the cage (1) at least in the radial direction (10) are displaced inwardly.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Wanddicke (15) des Käfigs (1) im ersten Bereich (12) der Kugelführungsfläche (8) während Schritt c) konstant bleibt. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein a wall thickness (15) of the cage (1) in the first region (12) of the ball guide surface (8) during step c) remains constant.
6. Käfig (1) für ein Kugelgleichlaufgelenk (2), wobei der Käfig (1) ringförmig ist und entlang einer Umfangsrichtung (3) voneinander beabstandet angeordnete Käfigfenster (4) zur Führung von Kugeln (5) des Kugelgleichlaufgelenks (2) aufweist; wobei jedes Käfigfenster (4) zumindest auf einer Seite (6) eine, in eine axiale Richtung (7) weisende Kugelführungsfläche (8) aufweist; wobei der Käfig (1) in einem ersten Bereich (12) der Kugelführungsfläche (8) in einem Querschnitt (16) quer zu einer Drehachse (17) des Käfigs (1) einen kleinsten Innendurchmesser (18) und einen kleinsten Außendurchmesser (19) aufweist. 6. Cage (1) for a ball constant velocity joint (2), wherein the cage (1) is annular and along a circumferential direction (3) spaced from each other arranged cage window (4) for guiding balls (5) of the ball constant velocity joint (2); each cage window (4) has at least on one side (6) a, in an axial direction (7) facing ball guide surface (8); wherein the cage (1) in a first region (12) of the ball guide surface (8) in a cross section (16) transverse to a rotation axis (17) of the cage (1) has a smallest inner diameter (18) and a smallest outer diameter (19) ,
7. Käfig (1) nach Patentanspruch 6, wobei der Käfig (1) im ersten Bereich (12) der Kugelführungsfläche (8) einen, gegenüber einem benachbart angeordneten zweiten Bereich (13), in der radialen Richtung (10) nach innen verschobenen Wandabschnitt (20) aufweist. 7. Cage (1) according to claim 6, wherein the cage (1) in the first region (12) of the ball guide surface (8), with respect to an adjacently arranged second region (13), in the radial direction (10) inwardly displaced wall portion (20).
8. Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 6 oder 7, wobei sich der kleinste Innendurchmesser (18) von einem Innendurchmesser (21) eines unmittelbar benachbart angeordneten zweiten Bereichs (13) des Käfigs (1) um höchstens 1 % unterscheidet. 8. Cage (1) according to any one of the preceding claims 6 or 7, wherein the smallest inner diameter (18) of an inner diameter (21) of an immediately adjacent second portion (13) of the cage (1) differs by at most 1%.
9. Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 6 bis 8, wobei sich der Käfig (1) in der axialen Richtung (7) zwischen einer ersten Stirnseite (22) und einer zweiten Stirnseite (23) erstreckt, wobei der Käfig (1) in der axialen Richtung (7) zwischen der Kugelführungsfläche (8) und jeder Stirnseite (22, 23), in der Umfangsrichtung (3) verlaufende Stege (24) aufweist, wobei zumindest ein sich in der axialen Richtung (7) erstreckender Teil (25) zumindest eines Stegs (24) in einem ersten Bereich (12) gegenüber einem angrenzenden zweiten Bereich (13) des Käfigs (1) in der radialen Richtung (10) nach innen verschoben ist. 9. Cage (1) according to one of the preceding claims 6 to 8, wherein the cage (1) in the axial direction (7) between a first end face (22) and a second end face (23), wherein the cage (1 ) in the axial direction (7) between the ball guide surface (8) and each end face (22, 23), in the circumferential direction (3) extending webs (24), wherein at least one in the axial direction (7) extending part ( 25) of at least one web (24) in a first region (12) relative to an adjacent second region (13) of the cage (1) in the radial direction (10) is displaced inwardly.
10. Käfig (1) nach Patentanspruch 9, wobei der ganze Steg (24) zwischen Kugel- führungsfläche (8) und zumindest einer Stirnseite (22, 23) in dem ersten Bereich (12) gegenüber einem angrenzenden zweiten Bereich (13) des Käfigs (1) in der radialen Richtung (10) nach innen verschoben ist. 10. Cage (1) according to claim 9, wherein the entire web (24) between the ball guide surface (8) and at least one end face (22, 23) in the first region (12) against an adjacent second region (13) of the cage (1) is displaced inward in the radial direction (10).
11. Kugelgleichlauf gelenk (2) mit einem Käfig (1), der durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 5 hergestellt wurde oder mit einem Käfig (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 6 bis 10, wobei das Kugelgleichlaufgelenk (2) ein Kugelgleichlaufverschiebegelenk ist, in dem der Käfig (1) entlang einer axialen Richtung (7) verschiebbar angeordnet ist. 11. A ball tracking joint (2) with a cage (1), which was produced by a method according to one of the preceding claims 1 to 5 or with a cage (1) according to one of the preceding claims 6 to 10, wherein the ball constant velocity joint (2). is a Kugelgleichlaufverschiebgelenk in which the cage (1) along an axial direction (7) is slidably disposed.
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